Membranske nanostrukture so pomemben dejavnik pri interakciji celic z okolico

Funkcije, razvoj in migracija celic v različnih okoljih so povezani s spremembo njihove oblike. Eden od mehanizmov, na katerih temeljijo ti procesi, je oblikovanje membranskih mikro- in nanostruktur. 

Razvoj eksperimentalnih tehnik in matematičnega modeliranja je privedel do ugotovitve, da se biološke membrane pogosto organizirajo v oblike zelo majhnih struktur (nanostruktur). Membrane celic lahko tvorijo tanke izrastke, ki sodelujejo pri tem, kako se celica prilepi na površino, kako se pri tem orientira in v katero smer se giblje. Kako poteka ta interakcija, pa še ni povsem raziskano. Raziskovalci z Zdravstvene fakultete Univerze v Ljubljani (Miha Fošnarič in Veronika Kralj-Iglič), Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani (Aleš Iglič in Samo Penič) in sodelavci iz tujine (Brian R. Graziano, Jason P. Town, Tamas L. Nagy, Nir Gov, Alba Diz-Muñoz in Orion D. Weiner) so na osnovi tankih membranskih izrastkov pred kratkim predlagali razlago polarizacije (usmerjene porazdelitve sestavin) nevtrofilcev (vrsta belih krvnih celic, ki sodelujejo pri imunskem odzivu). V ta namen so izdelali računalniški program za simulacijo aktivnih celičnih membranskih struktur, ki uporablja metodo Monte Carlo za iskanje stacionarnih konfiguracij. Pojavi interakcije celic s površinami so pomembni pri postopkih v farmaciji, medicini in prehrambeni industriji, kjer vzorci, pridobljeni iz živih mehanizmov, pridejo v stik z laboratorijskim materialom. 

Membranski izrastki se lahko odtrgajo od celice in postanejo prosto gibljivi zunajcelični mikro- in nanovezikli. Ti so postali zanimivi kot material za diagnostiko in terapijo. Izdelanih je bilo več postopkov za njihovo pridobivanje iz različnih tekočin (npr. iz krvi). Adhezija membranskih nanostruktur na površine laboratorijskih posodic in konic je mehanizem, zaradi katerega prihaja do izgub pri izolaciji nanoveziklov. Sodelavca Laboratorija za klinično biofiziko Zdravstvene fakultete Univerze v Ljubljani (Veronika Kralj-Iglič in Roman Štukelj) sta v sodelovanju s sodelavci Inštituta Jožef Stefan (Ito Junkar, Miran Mozetič in Rok Zaplotnik) predlagala izboljšavo z obdelavo površin z ionsko plazmo, ki je bila v letošnjem letu zaščitena z evropskim patentom. 

Vir: Graziano R. B:, Town P. J., Nagy L. T., Fošnarič M., Penič S., Iglič A., Kralj-Iglič V., Gov N., Diz-Muñoz A., Weiner O. D. Cell confinement reveals a branched-actin independent circuit for neutrophil polarity, Plos Biol, 17 (2019):e3000457.
Junkar I., Kralj-Iglič V., Štukelj R., Zaplotnik R., Mozetič M. (2019) Method for treatment of tools and tools used for isolation of microvesicles, nanovescicles or exsomes. European Patent No. 3185921B1.

Membranske nanostrukture so pomemben dejavnik pri interakciji celic z okolico.jpg

Membrane celic oblikujejo tanke izrastke, s katerimi lahko komunicirajo z okolico (levo). Z obdelavo površine z ionsko plazmo (sredina) spremenimo površino ter s tem vplivamo na interakcijo in gibanje celic po površini (desno)
Vir slike: Še neobjavljeni rezultati soavtorjev prispevka